Az emberiség a történelem kezdete óta használt olyan természetes polimer anyagokat, mint a fa, a bőr és a gyapjú, de a szintetikus polimerek csak a gumitechnológia fejlődése után váltak lehetővé az 1800-as években.A Žrst szintetikus polimer anyagot, a celluloidot John Wesley Hyatt találta fel 1869-ben cellulóz-nitrátból és kámforból.A szintetikus polimerek terén a nagy áttörést Leo Hendrik Baekeland 1907-ben a bakelit feltalálása jelentette. Hermann Staudinger munkája az 1920-as években egyértelműen kimutatta az ismétlődő egységek hosszú láncainak makromolekuláris természetét.1 A „polimer” szó görög eredetű, jelentése „sok” alkatrészek'.A polimeripar gyors növekedése röviddel a második világháború előtt kezdődött, az akril polimerek, polisztirol, nejlon, poliuretánok kifejlesztésével, majd a polietilén, polietilén-tereftalát, polipropilén és más polimerek ezt követő bevezetésével az 1940-es és 1950-es években.Míg 1945-ben csak mintegy 1 millió tonnát gyártottak, a műanyagok mennyisége 1981-ben meghaladta az acélét, és a különbség azóta is folyamatosan nő.
A tiszta polimereket ritkán dolgozzák fel önmagukban.Más anyagokkal keverik össze őket, jellemzően mechanikus keveréssel vagy olvadékállapotú keveréssel, hogy a későbbi feldolgozási műveletekben felhasználható pelleteket, porokat vagy ékszereket állítsanak elő.2 Az ilyen összekevert termékeket „műanyagoknak” nevezik, ami görögül „hajlékony”-t jelent.A vegyületek tartalmazhatnak Ž llereket (a költségek csökkentése érdekében), erősítőanyagokat, egyéb polimereket, színezékeket, ame retardánsokat, stabilizátorokat (a fény, hő vagy egyéb környezeti tényezők által okozott károsodás megelőzésére) és különféle feldolgozási segédanyagokat.
A szintetikus polimerek két kategóriába sorolhatók.A hőre lágyuló műanyagok (melyek a legnagyobb térfogatúak) hevítéssel megolvaszthatók, hűtéssel szilárdíthatók és ismételten újraolvaszthatók.A főbb típusok a polietilén (PE), polipropilén (PP), polisztirol (PS), polivinil-klorid (PVC), polikarbonát (PC), polimetil-metakrilát (PMMA), polietilén-tereftalát (PET) és poliamid (PA, nylon).A hőre keményedő anyagok hő és nyomás alkalmazásával keményednek a térhálósítás, azaz állandó háromdimenziós hálózatok kialakítása miatt.Nem lágyíthatók hevítéssel az újrafeldolgozáshoz.A bakelit, az epoxik és a legtöbb poliuretán hőre keményedő.
Jelen áttekintés kizárólag a hőre lágyuló műanyagok feldolgozására vonatkozik.A kereskedelemben kapható hőre lágyuló műanyagokat teljesítményük szerint „áru” (alacsony teljesítmény, például PE, PP, PS és PVC), „mérnöki” (például PC, nylon és PET) vagy „fejlett” (legmagasabb teljesítmény, mint pl. folyadékkristályos polimerek (LCP), polifenilén-szulfid (PPS) és poliéter-éterketon (PEEK)).A mérnöki és fejlett polimerek terén várt robbanásszerű növekedés nem valósult meg.A műanyagok felhasználása az elmúlt három évtizedben folyamatosan nőtt, de elsősorban az árukategóriában.Jelenleg a nyersanyag-polimerek a megtermelt mennyiség ~88%-át,3 a műszaki műanyagok kb.12%-át teszik ki, és kevesebb, mint 1%-át továbbfejlesztették.Bár a fejlett polimerek kilogrammonkénti ára jóval magasabb, mint az áru polimereké, globális értékük a gazdaság számára még mindig nagyon kicsi.
Az árucikk műanyagok szilárdsága és merevsége a fémekhez vagy kerámiákhoz képest alacsony, és hajlamosak kúszni az alkalmazott erő hatására.Hőmérsékleti korlátok is vannak szilárd anyagként való felhasználásukban (a legtöbb 100–250°C tartományban olvad meg).Az árucikk műanyagok szakítószilárdsága ~1 GPa (szemben az acél 210 GPa-val).Jelentős javulás érhető el a polimer láncok egymáshoz igazításával.Valójában a szén-szén kötések nagyon erősek, és az egyrétegű polietiléneket az acélét meghaladó modulusértékekkel állítottak elő.Magas orientáció érhető el speciális feldolgozási technikákkal, például extrudálással és ezt követő húzással alacsony hőmérsékleten.Alacsony hőmérsékleten a polimer láncok mobilitása korlátozott, és az orientáció a nyújtás után is megmarad.Az egyhelyes, metallocén alapú katalizátorok közelmúltbeli felfedezései és fejlesztései olyan új minőségű árupolimereket eredményeztek, amelyek szabályozott molekuláris felépítése jobb tulajdonságokkal rendelkezik.
A polimerek világtermelése3 az 1975-ös 27 millió tonnáról évi 200 millió tonnára nőtt 2000-ben, és még mindig növekszik.Egy friss jelentés4 szerint az Egyesült Államokban 2000-ben a műanyagtermékek szállítása 330 milliárd dollár volt, a beszállító iparágak értékesítése pedig 90 milliárd dollár volt, így az éves összérték elérte a 420 milliárd dollárt.A teljes foglalkoztatást 2,4 millióra becsülték, ami az Egyesült Államokban foglalkoztatott munkaerő körülbelül 2%-a.A polimeripar növekedése a műanyagtermékek tulajdonságainak egyedülálló kombinációjának az eredménye, amely magában foglalja a könnyű formázást és gyártást, az alacsony sűrűséget, a korrózióállóságot, az elektromos és hőszigetelést, valamint a gyakran kedvező súlyegységre vetített merevséget és szívósságot.
Feladás időpontja: 2018-04-04